地面无人平台的引导车辆目标识别与跟踪方法及车载系统技术方案

本发明专利技术涉及一种地面无人平台的引导车辆目标识别与跟踪方法及车载系统，属于地面无人平台半自主导航技术领域。本发明专利技术设计的自主车辆引导目标识别与跟踪方法及车载系统，提供了一靠安全可靠的引导目标识别与跟踪方案，能够有效实现引导

【技术实现步骤摘要】
地面无人平台的引导车辆目标识别与跟踪方法及车载系统


[0001]本专利技术属于地面无人平台半自主导航
，具体涉及一种地面无人平台的引导车辆目标识别与跟踪方法及车载系统。

技术介绍

[0002]地面无人平台的引导
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跟随系统是一种实用的半自主机动控制方式，利用无人平台搭载的感知传感器，对引导车进行目标识别与连续跟踪，无需对引导车进行改造，实现有人车引导
‑
无人车自主跟随的编队运输，可应用于物资运输保障，可以有效减少驾驶人员，同时提高长途运输的智能化水平。
[0003]在现有技术中，地面无人平台引导
‑
跟随系统的目标识别与跟踪实现方式存在以下主要问题：
[0004]1、基于视觉图像的目标识别与跟踪。一方面，基于视觉的目标识别结果需要转换到车体的笛卡尔坐标系下，存在坐标转换精度误差，不利于跟随车辆的精确跟踪控制。另一方面，视觉传感器受光照、视角遮挡等影响较大，特别是在转弯或者通过光照剧烈变化的隧道时，容易造成目标丢失。此外，视觉传感器受雨、雪、雾等恶劣天气影响较大，不能为全天本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地面无人平台的引导车辆目标识别与跟踪方法，其特征在于，该方法利用一种车载系统实现，该系统包括组合导航设备、三维激光雷达、毫米波雷达和车载工控机，该方法中，利用三维激光雷达获取的点云数据进行特征提取和引导车辆建模，实现对于引导车目标的识别和跟踪信息初始化；当引导车行驶一段距离后，在基于三维激光雷达点云数据的目标跟踪结果稳定后，将毫米波雷达的跟踪结果与三维激光雷达的跟踪结果进行匹配，切换到基于毫米波雷达的目标跟踪；在持续跟踪过程中，利用组合导航设备提供的姿态信息，融入目标跟踪的历史轨迹，利用车载工控机中的卡尔曼预估器计算得出引导车的运动趋势信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述毫米波雷达与三维激光雷达二者水平安装于车前；组合导航设备中的惯性导航设备安装于车体内，Y轴方向与车体前进方向中心轴保持平行；组合导航设备中的GPS/北斗天线安装于车体外侧，无遮挡；车载工控机安装于无人平台车体内，定义车体局部坐标系原点为车体后轴中心，车体前进方向为Y轴正向，垂直于车体前进方向的水平右侧为X轴正向，垂直于水平面，沿车体指向天空为Z轴正向。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算得出引导车的运动趋势信息之前，先通过联合标定，得到三维激光雷达、毫米波雷达与无人平台的外部标定参数，基于该外部标定参数利用公式(1)，将毫米波雷达、三维激光雷达、GPS/北斗天线、惯性导航设备的数据统一到车体局部坐标系下，实现数据的基准坐标统一；在公式(1)中，p
sensor
＝(x
s
,y
s
,z
s
)
T
表示数据在三维激光雷达坐标系下的坐标，p
vehicle
＝(x
v
,y
v
,z
v
)
T
表示数据在车体局部坐标系下的坐标，为旋转矩阵，为平移矩阵，旋转矩阵和平移矩阵中的元素为外部标定参数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在该方法中，将引导车辆目标识别与跟踪的状态划分为基于三维激光雷达的目标识别、基于三维激光雷达的目标跟踪、基于毫米波雷达的目标跟踪、基于卡尔曼预测的目标跟踪等四个工作状态，各工作状态的实现流程如下：步骤1：引导车起步；步骤2：进入基于三维激光雷达的目标识别状态，引导车目标确认，转步骤3；步骤3：基于三维激光雷达的目标跟踪，目标跟踪有效，转步骤4，否则，转步骤7；步骤4：与基于毫米波雷达的目标检测结果进行匹配，若匹配，转步骤5，否则，返回步骤3；步骤5：进行基于毫米波雷达的目标跟踪；步骤6：目标有效，则返回步骤5；否则返回步骤3；步骤7：进行基于卡尔曼预测的目标检测；步骤8：判断基于卡尔曼预测目标检测的结果，有结果，则返回步骤2，否则，返回步骤7；上述过程在收到结束指令后结束，否则一直循环执行。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法中，根据引导
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跟随的机动过程，将地
面无人平台的引导分为起步引导
‑
跟随、连续过程中的引导
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跟随、停车后再启动的引导
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跟随、目标丢失下的引导
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跟随4个子过程。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，起步引导
‑
跟随子过程是引导车起步条件下的地...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，高建锋，苏波，卢彩霞，余雪玮，刘雪妍，李众，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：